题目内容

（1）减少污染、保护环境是全世界最热门的课题．
CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
在密闭容器中充有10molCO与20molH2，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示．
①判断反应达到平衡状态的依据是
 
（填序号）．
a． 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b． 混合气体的密度不变
c． 混合气体的相对平均分子质量不变
d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是
 
（填序号）．
a．升温               b．加入催化剂             c．增加CO的浓度
d．加入H2加压        e．加入惰性气体加压         f．分离出甲醇
③M、N两点平衡状态下，容器中总物质的物质的量之比为：n（M）总：n（N）总=
 
，容器体积之比为：V（M）：V（N）=
 
，
④若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为
 
．
（2）催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染．
①催化硝化法中，用H2将NO3-还原为N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强．则该反应离子方程式为
 
．
②电化学降解NO3-的原理如图2所示，电源正极为
 
（填“a”或“b”）；若总反应为4NO3-+4H+
 通电 
.
 
5O2↑+2N2↑+2H2O，则阴极反应式为
 
．．
考点：化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,电解原理
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）压强不变时，升高温度，CO转化率降低，说明正反应是放热反应；温度不变时，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO转化率增大，根据图象知P2＞P1；
①当可逆反应达到平衡状态时，同一物质正逆反应速率相等，且各物质的物质的量、浓度、体积分数等都不再改变；
②改变条件后能使该反应向正反应方向移动的就能增大CO转化率，但增大CO浓度除外；
③M点时，CO转化率为50%，则参加反应的n（CO）=10mol×50%=5mol，还剩余5molCO，根据方程式知，还剩余n（H2）=20mol-5mol×2=10mol，生成n（CH3OH）=5mol；N点时，CO转化率为80%，参加反应的n（CO）=10mol×80%=8mol，还剩余2molCO，根据方程式知，还剩余n（H2）=20mol-8mol×2=4mol，生成n（CH3OH）=8mol，据此计算其物质的量之比；
相同温度下，化学平衡常数相等，据此计算两个容器体积之比；
④化学平衡常数只与温度有关，相同温度时其平衡常数相等，升高温度平衡向逆反应方向移动，其平衡常数减小；
（2）①用H2将NO3-还原为N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强，说明该反应中生成氢氧根离子；
②根据图象知，硝酸根离子得电子发生还原反应，则b为负极、a为正极，根据电池反应式知，阴极上硝酸根离子得电子生成氮气和水．
解答： 解：（1）压强不变时，升高温度，CO转化率降低，说明正反应是放热反应；温度不变时，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO转化率增大，根据图象知P2＞P1；
①a． 无论该反应是否达到平衡状态，生成CH3OH的速率与消耗CO的速率始终相等，所以不能据此判断平衡状态，故错误；
b．物质质量不变、容器体积不变，所以混合气体密度始终不变，所以不能据此判断是否达到平衡状态，故错误；
c．反应前后气体的物质的量改变，所以其平均摩尔质量改变，但反应达到平衡状态时，混合气体的相对平均分子质量不变，所以能据此判断是否达到平衡状态，故正确；
d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化时该反应达到平衡状态，故正确；
故选cd；
②a．升温平衡向逆反应方向移动，则降低CO转化率，故错误；               
b．加入催化剂不影响平衡移动，则CO转化率不变，故错误；             
c．增加CO的浓度平衡向正反应方向移动，但CO转化率降低，故错误；
d．加入H2加压，平衡向正反应方向移动，CO转化率增大，故正确；        
e．加入惰性气体加压，CO、氢气和甲醇浓度不变，平衡不移动，故错误；         
f．分离出甲醇，平衡向正反应方向移动，CO转化率增大，故正确；
故选df；
③M点时，CO转化率为50%，则参加反应的n（CO）=10mol×50%=5mol，还剩余5molCO，根据方程式知，还剩余n（H2）=20mol-5mol×2=10mol，生成n（CH3OH）=5mol；N点时，CO转化率为80%，参加反应的n（CO）=10mol×80%=8mol，还剩余2molCO，根据方程式知，还剩余n（H2）=20mol-8mol×2=4mol，生成n（CH3OH）=8mol，所以容器中总物质的物质的量之比为：n（M）总：n（N）总=（5+10+5）mol：（2+4+8）mol=10：7；
相同温度下，化学平衡常数相等，设M点容器体积为aL、N点容器体积为bL，
M点时C（CO）=
5
a
mol/L、C（H2）=
10
a
mol/L、n（CH3OH）=
5
a
mol/L，
N点时C（CO）=
2
b
mol/L、C（H2）=
4
b
mol/L、n（CH3OH）=
8
b
mol/L，
根据化学平衡常数相等得
5
a
(
5
a
)．(
10
a
)2
=
8
b
(
2
b
)．(
4
b
)2
，a：b=5：1
故答案为：10：7；5：1；
④化学平衡常数只与温度有关，相同温度时其平衡常数相等，升高温度平衡向逆反应方向移动，其平衡常数减小，根据图象知，温度：M=N＜Q，则若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为KM=KN＞KQ，故答案为：KM=KN＞KQ；
（2）①用H2将NO3-还原为N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强，说明该反应中生成氢氧根离子，同时还生成水，所以反应方程式为2NO3-+5H2
 催化剂 
.
 
N2+2OH-+4H2O，故答案为：2NO3-+5H2
 催化剂 
.
 
N2+2OH-+4H2O；
②根据图象知，硝酸根离子得电子发生还原反应，则b为负极、a为正极，根据电池反应式知，阴极上硝酸根离子得电子生成氮气和水，电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，故答案为：a；2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O．
点评：本题考查化学平衡及电解原理，知道化学平衡状态判断方法、温度与化学平衡常数的关系、外界条件对化学平衡的影响、电解原理等知识点分析解答即可，注意（1）③中根据化学平衡常数计算容器体积之比，注意：只有反应前后改变的物理量才能作为化学平衡状态的判断依据，题目难度中等．
练习册系列答案
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相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.6kJ/mol．实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
容器
编号		起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系能量的变化
N2H2NH3
①130放出热量：23.15 kJ
②0.92.70.2放出热量：Q
下列叙述错误的是（　　）
A、容器①、②中反应的平衡常数相等
B、平衡时，两个容器中NH3的体积分数相等
C、容器②中达平衡时放出的热量Q=23.15 kJ
D、若容器①体积为0.5 L，则平衡时放出的热量＜23.15 kJ
下列各项表达式正确的是（　　）
A、O2-的结构示意图：
B、Na2S的电子式：
C、甲醛的结构简式：CH2O
D、氮分子的结构式：
C、O、Na、Al、S、Cl是常见的六种元素

（1）C元素位于元素周期表第
 
周期，第
 
族；C元素的一种同位素可以测定文物年代，这种同位素的符号为
 

（2）用“大于”“小于”或“等于”填空
离子半径酸性还原性得电子能力
N3-
 
 Al3+		H2SO4
 
 HClO4		O2-
 
 S2-		35Cl
 
 37Cl
（3）①CaCO3和适量HCl溶液反应时，每产生4.4g 气体（不考虑气体溶解），放热a kJ，则该反应的热化学方程式为
 
．
②上述反应至无气泡逸出后，取适量残留溶液，插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液，测得pH变化曲线如图所示，请用离子方程式表示B-C段发生的反应：
 

（4）氢气、氧气常用来作燃料电池，写出电解质为氢氧化钠溶液时负极上的电极方程式
 
．
已知A、B、C、D、E、F为常见物质，其中A、B含有相同的元素，B、E为氧化物，C、D、F都为单质．它们之间相互转化的关系如图所示（图中反应条件已略去）

（1）写出有关物质的化学式：A
 
、C
 
．
（2）若F不溶于稀硫酸，写出反应③的化学方程式
 
．
与D具有相似化学性质，并能与E发生反应，且反应基本类型与③不相同的物有
 
．
在Fe3O4+4CO
 高温 
.
 
3Fe+4CO2的中，
 
是氧化剂，
 
是还原剂，
 
元素被氧化，
 
元素被还原．
含有C、H、O的化合物，其C、H、O的质量比为12：1：16，其蒸气对氢气的相对密度为58，它的水溶液能使甲基橙变红，0.58g这种物质能与50mL 0.2mol/L的氢氧化钠溶液完全反应，它能使溴水褪色．推断这种物质的结构简式（要求写出推断过程）
实验室需要配制0.1mol?L-1 CuSO4溶液480mL．
按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整．
（1）选择仪器．完成本实验所必需的仪器有：托盘天平（精确到0.1g）、药匙、烧杯、玻璃棒、
 
、
 
以及等质量的两片滤纸．
（2）计算，应选择下列正确
 

A．需要CuSO4固体8.0g    B．需要CuSO4?5H2O晶体12.0g
C．需要CuSO4?5H2O晶体12.5g    D．需要CuSO4固体7.7g
（3）称量．所用砝码生锈则所配溶液的浓度会
 
（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
（4）溶解、冷却，该步实验中需要使用玻璃棒，目的是
 
．
（5）转移、洗涤．在转移时应使用
 
引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了
 
．
（6）定容，摇匀．
（7）将配好的溶液静置一段时间后，倒入指定的试剂瓶，贴好标签，注明配制的时间、溶液名称及浓度．
（8）在配制过程中，某学生观察定容时液面情况如图所示，所配溶 液的浓度会
 
（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内．待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12L氢气（标准状况），此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为0.050mol?L-1（忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量）．
（1）写出该实验中发生反应的化学方程式：
 

（2）试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数为
 
．

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